探析循環(huán)流化床燃燒技術(shù)

1、<p>　　探析循環(huán)流化床燃燒技術(shù)</p><p>　　摘要：循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是清潔煤技術(shù)中商業(yè)化 程度最好、投資和運行費用最低的技術(shù)之一。隨著理論研究 的不斷創(chuàng)新和實際應(yīng)用技術(shù)的日臻完善，循環(huán)流化床燃燒技 術(shù)必將發(fā)揮出更大的作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；燃燒技術(shù)；特點；工程示范 循環(huán)流化床燃燒是液態(tài)化燃燒方式之一。結(jié)構(gòu)取決于流</p>&l

2、t;p>　　化床的氣體流速，氣體和床物料的特性。當(dāng)氣體和床料一定 時，從壓力下降速度與氣流狀態(tài)的變化特性的流化床可以判 斷。對于固定床，氣流通過床層的壓降與截面氣流速度成正 比。流動速度達到最小流化速度后，床材料開始擴大和流化。 在最小流化速度和夾帶速度之間，隨流化速度的增加，氣流 通過這個流化區(qū)。鼓泡床有清晰的床面。湍流床床面比較混 雜，床料的夾帶量加多，氣泡不再存在，有強烈的粒子回混 和成團現(xiàn)象，并且無論是氣體相還是粒子相都可

3、以認為是連 續(xù)的，而不是鼓泡床那樣不連續(xù)。粒子達到夾帶速度后，隨 氣流速度的進一步增加，床料的夾帶量增多，為了維持一個 連續(xù)、穩(wěn)定的流化過程，被帶出的床料必須通過爐膛出口處 的分離器從高溫?zé)煔庵蟹蛛x下來，并送回床內(nèi)。循環(huán)流化床 就處在夾帶速度和氣力輸送狀之間的流化區(qū)間。這個區(qū)間具 有如下流化特征：</p><p>　　不再有鼓泡床內(nèi)清晰的床面。高速流化氣體(4? 10m/s)把粒子帶到整個燃燒室高度，有極其強烈的

4、床?；?混和成團現(xiàn)象。形成的粒子團逆著氣流向下流動，接著被氣 流沖散，沖散之后又被氣流向上夾帶，夾帶過程中又形成粒 子團，如此循環(huán)重復(fù)上述過程，這些團聚的粒子行為表現(xiàn)就 像一個較大的粒子。</p><p>　　粒子和氣流之間的相對速度大，并且與床層空隙 率和粒子循環(huán)量有關(guān)。當(dāng)粒子的循環(huán)流量為某一定值時，相 對速率對床層空隙率(膨脹高度)有一最大值。</p><p>　　流化速度為其他流化床

5、的3?4倍。四是床層壓 降隨氣流速度和粒子的質(zhì)量流量而變。</p><p>　　五是強烈的瑞流流化，床內(nèi)、床外急劇的粒子循 環(huán)和較好的橫向粒子混合。循環(huán)流化床的特性決定了它在燃 料的適應(yīng)性等方面優(yōu)于其他流化床鍋爐和其他形式的鍋爐。</p><p>　　一、循環(huán)流化床技術(shù)特點</p><p><b>　　1燃料的適應(yīng)性</b></p>

6、<p>　　循環(huán)流化床鍋爐有一個較大的儲熱層，能夠穩(wěn)定燃燒多 種劣質(zhì)燃料，燃料適應(yīng)性廣。除了煙煤外，還可燃用無煙煤、 高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、褐煤、石煤以至 殲石等固體燃料，并且可以達到較高的燃燒效率。循環(huán)流化 床鍋爐低負荷運行能力強，在30%的負荷下不投油可以穩(wěn)定 燃燒。</p><p>　　1.2低溫分級強化燃燒</p><p>　　由于循環(huán)流化床采用850

7、°C?900°C的低溫燃燒，因此 可以方便高效地實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，比較容易地控制NOX等排 放，使SOX, NOX的生成量大幅度地降低，減輕對環(huán)境的污 染。爐內(nèi)不易結(jié)渣，灰渣活性好，便于綜合利用等。</p><p><b>　　1.3燃燒效率高</b></p><p>　　總體來說，燃燒強度為其他流化床鍋爐的2倍左右，無 論燒劣質(zhì)煤還是優(yōu)質(zhì)煤，燃燒效率

8、均能達到95%?99%，與煤 粉鍋爐相媲美。</p><p>　　4鍋爐負荷在很大范圍內(nèi)都能調(diào)節(jié)</p><p>　　負荷的變化范圍為100%?25%，負荷的連續(xù)變化率可迗 每分鐘5%?10%，負荷調(diào)節(jié)簡單靈敏。</p><p>　　1.5鍋爐的灰渣、飛灰含碳量低</p><p>　　此利于灰渣，飛灰的綜合利用。如灰渣做建筑材料或水 泥熟料的

9、添加劑，也有利于灰渣中稀有金屬的提煉。</p><p>　　二、我國超大型循環(huán)流化床鍋爐示范</p><p>　　1 200麗循環(huán)流化床鍋爐的工程經(jīng)過20年的發(fā)展， 我國循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)積累了大量的經(jīng)驗，目前國產(chǎn)技術(shù) 的200麗e循環(huán)流化床鍋爐的示范工程正在進行中。</p><p>　　表1 200MW超高壓循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計燃料</p><p

10、>　　該鍋爐按國產(chǎn)超高壓汽輪機參數(shù)設(shè)計，鍋爐最大連續(xù)蒸 發(fā)量與汽輪機調(diào)節(jié)閥門全開工況時的蒸汽流量相匹配，主要</p><p>　　參數(shù)見表2?；境叽鐬椋?lt;/p><p>　　兩側(cè)水冷壁距離17480 mm；前后水冷壁中心線距離 7760mm；尾部包墻寬度13600 mm；尾部包墻深度7200mm； 空氣預(yù)熱器煙道寬度14800 mm；空氣預(yù)熱器煙道深度7200 mm；鍋筒中心線標高

11、56850 mm；兩側(cè)外支柱中心線距離34000 mm；鍋爐深度（柱中心線）36700 mm。鍋爐設(shè)置膨脹中心點。 通過水平和垂直方向的導(dǎo)向與約束，防止爐頂、爐墻開裂和 受熱變形。密封設(shè)計充分考慮受熱面的膨脹。水冷壁與旋風(fēng) 分離器、水冷壁與回料裝置及水冷壁與風(fēng)室接合處有良好的 密封結(jié)構(gòu)，保證水冷壁能自由膨脹和密封。</p><p>　　表2 200Mwe超高壓循環(huán)床鍋爐參數(shù)</p><p>

12、;　　爐膛截面采用較大寬深比，有利于二次風(fēng)對物料有良好 的穿透能力。各種運行工況下床溫均勻。爐膛內(nèi)下部四周水 冷壁、爐膛出口煙道內(nèi)表面及相鄰的側(cè)水冷壁部分表面、水 冷壁與澆注材料交界處以及水冷屏、二級過熱器屏、二級再 熱器屏的下部表面及穿墻位置等易磨損處，采取可靠的防磨 措施。布風(fēng)板及風(fēng)室采用膜式水冷壁彎制圍成，有足夠的強 度，燃燒室整體熱膨脹，并密封可靠。風(fēng)帽的布置保證床內(nèi) 布風(fēng)均勻，流化穩(wěn)定，防止局部結(jié)焦、大渣沉積或灰渣落入 風(fēng)室。

13、風(fēng)帽材質(zhì)允許的運行溫度為1100 °C。</p><p>　　爐膛后部布置兩個旋風(fēng)分離器，使進入的煙氣進行離心 分離，將氣固兩相流中的大部分固體粒子分離下來，通過料 腿進入返料裝置，繼而送回燃燒室，分離后的較清潔的煙氣 經(jīng)中心筒，流入連接煙道，最后進入尾部對流受熱面。旋風(fēng) 分離器內(nèi)徑為①9 100mm，旋風(fēng)筒、錐體、料腿均由5 =12mm 碳鋼鋼板卷制而成，內(nèi)敷保溫、耐火防磨材料，鋼板外表面 設(shè)計溫度為

14、45 °C。旋風(fēng)分離器的重量通過焊在旋風(fēng)筒外殼 上的4個支座支撐在鋼梁上，并墊有膨脹板可沿徑向自由膨 脹。</p><p>　　2.2 300麗循環(huán)流化床鍋爐的示范工程</p><p>　　為推進我國循環(huán)流化床鍋爐的迅速發(fā)展，正在籌劃 300麗e循環(huán)流化床鍋爐的引進工作和示范工程。在可預(yù)見 的幾年內(nèi)，300 MWe循環(huán)流化床鍋爐將在中國運行。</p><p&g

15、t;<b>　　三、結(jié)束語</b></p><p>　　循環(huán)流化床燃燒技術(shù)作為一種新型的高效低污染清潔 煤技術(shù)，具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氣氧化物排放低、 負荷調(diào)節(jié)快等優(yōu)點，在國內(nèi)外都得到了迅速發(fā)展。如今，中 型容量的循環(huán)流化床鍋爐的研制與開發(fā)已進入商業(yè)化運行 階段，但要充分發(fā)揮其優(yōu)勢，必須走產(chǎn)業(yè)化和大型化的道路， 開發(fā)制造具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的大型循環(huán)流化鍋爐，并在 容量上盡快達到煤粉

16、爐的水平。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]鐘輝，王曉嚴.循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展.發(fā)電設(shè)</p><p><b>　　備，2005，2</b></p><p>　　[2]呂俊復(fù)，張建勝，岳光溪..流化床鍋爐運行與 檢修[M].北京：水利水電出版社，2003